Jawab LMAIS) soalan. - EPrints USM

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

Peperiksaan Semester Pertama Sidang

Akademik

^{1993 194}

Oktober - November 1993

EEE 331

-

Sistem Kawalan

I Masa ;

[3

jam]

ARAHA}I KEPADA CALON

^:

Sila pastikan bahawa kertas peperiksaan

ini

mengandungi 7 muka surat bercetak dan

ENAM ([L

soalan sebelum anda memulakan peperiksaan

ini.

Jawab

LMAIS)

^soalan.

Agihan markah bagi

^soalan

diberikan di sut

^sebelah

kanan

sebagai peratusan daripada markah keseluruhan yang diperuntukkan bagi soalan berkenaan.

Jawab semua soalan

di

dalam Bahasa Malaysia.

'57

...21-

-2- [EEE33I]

l. (A) Diberi

suatu unsur tertib-pertama dengan untung keadaan-mantap 6, pemalar masa

r :

^20sn

dan

kawalan berkadaran dengan

Kp: l0;

^{tentukan yang}

berikut,

(a)

Fungsi pindah gelung-tertutup sistem.

O)

Sambutan keluaran kepada masukan tenaga unit langkah di dalam

(l)

domain Laplace dan (2) _domain masa.

(c) Nilai

keadaan-mantap pembolehubah proses

(d)

Lakarkan sambutan gelung+erbuka terhadap suatu

unit

langkah dan sambutan gelung

rcrfitup

(35%)

(B)

Terbitkan fungsi pindatr kawalan proses gelung tertutup unhrk unsur

tertib-

pertama dengan suatu pengawal berkadaran-kamiran'

(30%)

(C)

^Sistem

tertib-pertama di dalam

^soalan

l(A)

telah didapati berkitar

bila

dikawal oleh pengawal berkadaran dengan Kp

= 10.

Jika suatu pengawal berkadaran-kamiran dengan Kp =

4

digunakan, tentukan yang berikut.

(a)

Frekuensi ayunan

di

dalam rad/s dan di dalam Hertz'

O) Pengawal-pengawal kamiran Ki, Ti dan kadar reset/minit untuk

mengakibatkan sambutan proses gelung-tertutup keseluruhan sebagai sistem terlemati genting.

(c)

Persamaan-pemunaan pembolehubah proses

di

dalam domain Laplace dan domain masa detrgan masukan

unit

langkah.

(d) Lakarkan sambutan domain-masa. Bandingkan ini dengan

^yang

didapati daripada

l(AXd).

(e)

Nilaikeadaan-mantappembolehubahproses.

(3s%)

58

...31-

IEEE 331]

2. (A)

^Lakarkan gambarajah Bode untuk fungsi-pindah

berilut

.

Dengan menggunakan lakaranJakarur Bode, dapatkan untung ^maksimum

K

yang hanya dapat mengekalkan kestabilan sistem'

(60%)

(B)

Selaraskan untung sistem

K

di dalam fungsi ^pindah

2(A)

supaya sut fa$anya ialah -45o'

(40"/r)

3. (a)

Pertimbangkan sistem kawalanyangtertera di

dalamRsjah I

di mana suatu Pemampas berkadaran ^di gunakan'

Diberi

batrawa suafir sPesifikasi ke ^atas sistem kawalan ialah ralat keadaan

mantapennmestilrurangduipada2peranr$untukmasukanpemalar.

Tentukan

julat

_unnrk

K

supaya sistem stabil'

-3-

ts3

...4t-

(b)

-4-

IEEE

33rI

Rqiah

I

(so%)

Sistem

di dalam

soalan

(3a)

akan

diselidiki untuk kes di

^m&na

untung K

digantikan dengan pernampas PI dengan fungsi pindah'

G.(s)-Kp.+ * *ntu**'

Selidiki

juladulat

Kp dan

Kl

untuk kestabilan. Jika

Kp:3

^{Cari KI.}

(50%)

Pertimbangkan sistem

di

dalam Rajah

2.

Parameter

cr

mempunyai

nilai

^{nominal 5.}

(a)

Dengan H = 0 (iaitu, sistem gelung terbuka), cari kepekaan T(s) kepada

a

_;

iaiar,cari SI disekitarnilainominal cr

'

T(s) diberikan oleh

r(s)-tffi,G(s) -*

(3U/o)

...5/- 4,

,60

IEEE

33ll

(b) Ulangi

(a) untuk H

=

^I

(c)

(2o%)

Lakarkan magnitud fungsi-fungsi kepekaan (a) dan

O)

^{sebagai fungsi}

frekuensiuntukK=

I

(25o/o)

ulangi

^{(c) untuk}

K =

100 dan catitkan kesan-kesan kepekaan

(i)

gelung- tertutup lawan gelung-terbuka

(ii)

untung-gelung

tinggi

lawan

untrng-

gelung rendah untuk sistem gelung-ter$hrp.

(25Yr)

Raiah 2

Kita ingin

mengawal

loji berikut @ajah

3(a))supaya

terhasil ralat

keadaan-mantap sifar dengan suafir masukan langkah.

Go(s) - T;.itlfr;

I

-5-

(d)

5.

frt oI'

G(s)

...61-

-6-

rEEE

33ll

R{eh

3(a)

(bl

Rqiatt

3fr )

Dengan menggunakan kawalan

kamiran boleh

menghasilkan sambutan

ralat

^yang dikehendaki, tetapi sistem boleh menjadi tak stabil dan kita tidak boleh mendapatkan suatu pemalar ma$a penrsa (dominan) yang kurang daripada r,

- lft'423

⁼

2.36. Ini

dapat

dilihat

daripada londar punca di delam Rajah 3(b).

A9

_{IIJ A,}

t.^

.,.7t-

-7-

IEEE ³³ U

(a) Gunakan

kaedah

londar punca untuk meminda kawalan kamiran

supaya sistem akan selalu

stabil.

Apakah pemalar masa perusa yang

terkecil

^yang boleh dicapai dengan rekabennrk ini?

(6t/o)

(b)

Setkan untung-untung pengawal baru agar menghasilkan pemalar masa peru3a yang sekecil mungkin tsnpa mengakibatkan ayunan sambutan langkah.

(40%,

6.

Fungsi pindah suatu sistem diberikan oleh

l.t(Sr-- l0

sJ+

6s'

⁺

lls

^{+ 6}

Lakarkan gambaran Nyquist. Dapatkan maklumat-maklumat dan

^keputusan-

keputusan anda tentang sistem ini,

(100%)

- ooooooo

-

,69